JP5702539B2 - Hollow fiber membrane module - Google Patents

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Description

本発明は、血液透析や水処理に使用され、透析膜である中空糸膜の束を筒状のハウジングに収容してモジュール化、すなわち独立した交換部品として構成した中空糸膜モジュールに関する。   The present invention relates to a hollow fiber membrane module which is used for hemodialysis and water treatment and is modularized by housing a bundle of hollow fiber membranes, which are dialysis membranes, in a cylindrical housing, that is, as an independent replacement part.

血液透析においては、血液中の老廃物や余分な水分を透析膜を通して透析液中に排出するとともに、透析液中の電解質等を透析膜を通して血液中に送っている。一度血液透析に使用された透析膜は衛生上の理由から再度使用することは禁止されていることから、透析膜は頻繁に交換される。ここで、透析患者が何らかの疾患に罹患している場合、使用後の透析膜には疾患の原因物質が付着している可能性があるため、透析膜の交換を行う作業者が使用後の透析膜と接触することは避けなければならない。そこで、透析膜の交換を簡易、安全に行うために、従来から透析膜をハウジングと呼ばれる容器内に収容してモジュール化、すなわち独立した交換部品とした透析膜モジュールが使用されている。透析膜を交換する際はこの透析膜モジュールごと交換するので作業者が使用後の透析膜に触れることは避けられる。   In hemodialysis, waste and excess water in the blood are discharged into the dialysate through the dialysis membrane, and the electrolyte in the dialysate is sent into the blood through the dialysis membrane. Since a dialysis membrane once used for hemodialysis is prohibited from being used again for hygiene reasons, the dialysis membrane is frequently replaced. Here, when a dialysis patient suffers from some kind of disease, the causative substance of the disease may adhere to the dialysis membrane after use. Contact with the membrane must be avoided. Therefore, in order to easily and safely exchange the dialysis membrane, conventionally, a dialysis membrane module is used which is modularized by accommodating the dialysis membrane in a container called a housing, that is, an independent replacement part. When exchanging the dialysis membrane, the entire dialysis membrane module is exchanged so that the operator can avoid touching the dialysis membrane after use.

透析膜モジュールにはシート状の透析膜を積層し、各層の間に血液と透析液とを交互に流す積層式モジュールと、ストロー状の透析膜である中空糸膜の内部に血液を流し、中空糸膜の外側に透析液を流す中空糸膜モジュールとが知られている。このうち、中空糸膜モジュールは積層式モジュールに比べて透析効率が高いことが知られており、近年急速に普及している。   In the dialysis membrane module, sheet-like dialysis membranes are laminated, and blood is flown through the inside of a hollow fiber membrane, which is a straw-type dialysis membrane, in which blood and dialysate are alternately flowed between the layers. A hollow fiber membrane module that allows dialysate to flow outside the yarn membrane is known. Among these, the hollow fiber membrane module is known to have higher dialysis efficiency than the laminated module, and has been rapidly spread in recent years.

さらに、中空糸膜モジュールは上述した血液透析以外に、飲料用水や工業用水を精製する精製フィルタとしても使用されている。   Further, the hollow fiber membrane module is used as a purification filter for purifying drinking water and industrial water in addition to the above-described hemodialysis.

中空糸膜モジュールは、両端が開口した筒状の形状を備えたハウジングと、ハウジング内に収容される中空糸膜束と、ハウジング両端部の外周面に固定され、通液口が設けられた通液キャップとを備えている。また、血液透析を行うタイプの場合、透析液の供給口と排出口を備えており、これらはハウジングの筒壁または通液キャップに設けられている。また水処理を行うタイプの場合も同様に、濃縮水の排出口が(場合によっては原水供給口も)ハウジングの筒壁に設けられているものや、これら濃縮水排出口や原水供給口が通液キャップに設けられているものがある。   The hollow fiber membrane module includes a housing having a cylindrical shape with both ends opened, a hollow fiber membrane bundle accommodated in the housing, and a flow passage fixed to the outer peripheral surface of both ends of the housing and provided with a liquid passage port. And a liquid cap. In the case of the type for hemodialysis, a dialysate supply port and a discharge port are provided, and these are provided on the cylindrical wall of the housing or the liquid passing cap. Similarly, in the case of a type that performs water treatment, a concentrated water discharge port (also a raw water supply port in some cases) is provided on the cylindrical wall of the housing, or the concentrated water discharge port and the raw water supply port are passed through. Some are provided on the liquid cap.

ハウジング内には、ハウジングに収容された中空糸膜束の端部を固定するとともにハウジングから透析液や濃縮水が漏出しないようにハウジングを封止する、ポッティング(Potting)材と呼ばれる封止部材が設けられている。この封止部材はポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなり、中空糸膜の端部間の隙間を充填するとともに、ハウジング両端部の内周面に固着している。   In the housing, there is a sealing member called a potting material that fixes the end of the hollow fiber membrane bundle accommodated in the housing and seals the housing so that dialysate and concentrated water do not leak from the housing. Is provided. The sealing member is made of a thermosetting resin such as polyurethane, phenol resin, or epoxy resin, fills a gap between the end portions of the hollow fiber membrane, and is fixed to inner peripheral surfaces of both end portions of the housing.

中空糸膜モジュールは、以下の工程を経て製造される。
(1)ハウジングに中空糸膜束を収容する。
(2)ハウジング両端部の外周面に封止キャップを固定する。ここで封止キャップとは通液キャップとは異なる部材であり、通液口のような穴は開けられていない。封止キャップを固定することによりハウジングの両端部が封止される。
(3)ハウジングの透析液供給口および排出口(または、原水供給口および濃縮水排出口)から粘性液状の封止部材を注入する。注入後、ハウジングの軸方向中心であって、軸方向とは垂直な回転軸周りにハウジングを回転させ、遠心力により封止部材をハウジング両端部に寄せる。このときに中空糸膜端部の隙間に封止部材が充填される。
(4)封止部材を加熱することにより封止部材を硬化させる。これにより中空糸膜束が封止部材に固定されるとともに、ハウジング両端部の内周面に封止部材が固着される。
(5)封止キャップを外し、通液キャップをハウジング両端部の外周面に固定する。
(6)組み上がった中空糸膜モジュールに対して殺菌処理を行う。
The hollow fiber membrane module is manufactured through the following steps.
(1) The hollow fiber membrane bundle is accommodated in the housing.
(2) Fix sealing caps on the outer peripheral surfaces of both ends of the housing. Here, the sealing cap is a member different from the liquid passing cap, and a hole such as a liquid passing port is not opened. By fixing the sealing cap, both ends of the housing are sealed.
(3) A viscous liquid sealing member is injected from the dialysate supply port and the discharge port (or the raw water supply port and the concentrated water discharge port) of the housing. After the injection, the housing is rotated around a rotation axis that is the center in the axial direction of the housing and is perpendicular to the axial direction, and the sealing member is brought close to both ends of the housing by centrifugal force. At this time, the sealing member is filled in the gap at the end of the hollow fiber membrane.
(4) The sealing member is cured by heating the sealing member. Thereby, the hollow fiber membrane bundle is fixed to the sealing member, and the sealing member is fixed to the inner peripheral surfaces of both ends of the housing.
(5) Remove the sealing cap and fix the liquid passing cap to the outer peripheral surfaces of both ends of the housing.
(6) The assembled hollow fiber membrane module is sterilized.

ここで、上記(6)の殺菌処理として、従来から加熱殺菌が行われている。また、中空糸膜モジュールが水処理に使用される場合には、上記殺菌処理に加えて水処理の合間に定期的に熱水等による加熱殺菌を行っている。例えば特許文献1では熱水等の加熱流体を通液キャップの通液口からハウジング内に供給することにより加熱殺菌を行っている。   Here, heat sterilization is conventionally performed as the sterilization treatment of (6) above. When the hollow fiber membrane module is used for water treatment, in addition to the sterilization treatment, heat sterilization with hot water or the like is periodically performed between water treatments. For example, in Patent Document 1, heat sterilization is performed by supplying a heating fluid such as hot water into a housing from a liquid inlet of a liquid cap.

特開平9−220445号公報JP-A-9-220445

上述した加熱殺菌処理において、ハウジング内に加熱流体が供給されることにより封止部材が熱膨張する。他方、封止部材はハウジング内周面に固着しているから、封止部材の膨張はハウジングにより拘束される。その結果、封止部材に応力(熱応力)が発生し、封止部材がハウジング内周面を押圧する。封止部材に押圧されたハウジングは外周側に撓もうとする。ここで、ハウジング両端部の外周面は通液キャップが固定されていることから、ハウジング両端部は外周側への撓みが拘束される。この結果ハウジング両端部の筒壁には圧縮荷重がかかり、この圧縮荷重が筒壁の荷重限界を超えると、筒壁にクラックと呼ばれるひび割れが発生するおそれがある。   In the heat sterilization process described above, the sealing member is thermally expanded by supplying the heating fluid into the housing. On the other hand, since the sealing member is fixed to the inner peripheral surface of the housing, expansion of the sealing member is restricted by the housing. As a result, stress (thermal stress) is generated in the sealing member, and the sealing member presses the inner peripheral surface of the housing. The housing pressed by the sealing member tends to bend outward. Here, since the liquid passing caps are fixed to the outer peripheral surfaces of both ends of the housing, the bending of the both ends of the housing to the outer peripheral side is restricted. As a result, a compressive load is applied to the cylindrical walls at both ends of the housing, and if this compressive load exceeds the load limit of the cylindrical wall, cracks called cracks may occur on the cylindrical wall.

他方、通液キャップ側から見ると、ハウジングが外周側に撓もうとしているから、通液キャップには引っ張り荷重がかかる。ハウジングの荷重限界よりも通液キャップの荷重限界の方が小さい場合には、通液キャップにクラックが生じることになる。   On the other hand, when viewed from the liquid passing cap side, the housing is going to bend toward the outer peripheral side, so that a tensile load is applied to the liquid passing cap. When the load limit of the liquid passing cap is smaller than the load limit of the housing, a crack occurs in the liquid passing cap.

そこで本発明は、ハウジング両端部にかかる荷重を吸収する機構を備えた中空糸膜モジュールを提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the hollow fiber membrane module provided with the mechanism which absorbs the load concerning a housing both ends.

請求項1に係る発明は、端部が開口した筒形状のハウジングと、前記ハウジングに収容された中空糸膜束と、中空糸膜の端部間の隙間を充填することにより前記中空糸膜束の端部を固定するとともに、前記ハウジング両端部に固着された封止部材と、前記ハウジング両端部に固定され、通液口が設けられた通液キャップと、を備えた、中空糸膜モジュールであって、前記ハウジング両端部は、内筒と外筒の二重筒構造を有し、前記封止部材は前記内筒に固着され、前記通液キャップは前記外筒の外周面に固定されており、前記封止部材の熱膨張による応力が、前記内筒と前記外筒の間に形成された隙間によって吸収されることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is characterized in that the hollow fiber membrane bundle is formed by filling a gap between the cylindrical housing having an open end, the hollow fiber membrane bundle accommodated in the housing, and the end of the hollow fiber membrane. A hollow fiber membrane module comprising: a sealing member fixed to both ends of the housing; and a liquid-permeable cap fixed to both ends of the housing and provided with a liquid-permeable port. The both end portions of the housing have a double cylinder structure of an inner cylinder and an outer cylinder, the sealing member is fixed to the inner cylinder, and the liquid passing cap is fixed to the outer peripheral surface of the outer cylinder. And the stress by the thermal expansion of the said sealing member is absorbed by the clearance gap formed between the said inner cylinder and the said outer cylinder.

また、請求項2に係る発明は、請求項1記載の中空糸膜モジュールであって、前記封止部材は、前記内筒の内周面に固着されていることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the sealing member is fixed to an inner peripheral surface of the inner cylinder.

また、請求項3に係る発明は、請求項1記載の中空糸膜モジュールであって、前記封止部材は、前記内筒の端部が前記封止部材に埋没するように固着され、前記封止部材の外周面と前記外筒の内周面との間の隙間によって前記応力が吸収されることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the sealing member is fixed so that an end portion of the inner cylinder is buried in the sealing member, and the sealing member is sealed. The stress is absorbed by a gap between the outer peripheral surface of the stopper member and the inner peripheral surface of the outer cylinder.

また、請求項4に係る発明は、請求項1から3のいずれか一つに記載の中空糸膜モジュールであって、前記隙間は、前記ハウジングの端面から前記通液キャップにより外周が固定された領域深さまで形成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the hollow fiber membrane module according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer periphery of the gap is fixed from the end surface of the housing by the liquid-permeable cap. It is characterized by being formed up to the region depth.

請求項1に係る発明によれば、従来ハウジング両端部を内筒と外筒の二重筒構造に形成し、内筒が封止部材からの応力を受けるように構成している。内筒と外筒との間には隙間が形成されており、内筒が封止部材から応力を受けたときには内筒が外周側に撓んで応力を吸収する。応力を吸収する機構を備えることにより、ハウジング両端部または通液キャップにおけるクラックの発生を防ぐことができる。   According to the first aspect of the present invention, both ends of the conventional housing are formed in a double cylinder structure of an inner cylinder and an outer cylinder, and the inner cylinder is configured to receive stress from the sealing member. A gap is formed between the inner cylinder and the outer cylinder, and when the inner cylinder receives stress from the sealing member, the inner cylinder is bent toward the outer peripheral side to absorb the stress. By providing a mechanism for absorbing stress, it is possible to prevent the occurrence of cracks at both ends of the housing or the liquid-permeable cap.

本実施形態に係る中空糸膜モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the hollow fiber membrane module which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る中空糸膜モジュールの一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of hollow fiber membrane module which concerns on this embodiment. 中空糸膜モジュールの構成部材である、ハウジングの斜視図である。It is a perspective view of the housing which is a structural member of a hollow fiber membrane module. 中空糸膜モジュールの構成部材である、ハウジングの斜視図である。It is a perspective view of the housing which is a structural member of a hollow fiber membrane module. 中空糸膜モジュールが加熱されたときの中空糸膜モジュールの一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of hollow fiber membrane module when a hollow fiber membrane module is heated. 別の実施形態に係る中空糸膜モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the hollow fiber membrane module which concerns on another embodiment. 別の実施形態に係る中空糸膜モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the hollow fiber membrane module which concerns on another embodiment. 別の実施形態に係る中空糸膜モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the hollow fiber membrane module which concerns on another embodiment.

まず、本実施形態に係る中空糸膜モジュールの構成について説明する。図1には本実施形態に係る中空糸膜モジュール1の断面図が示されている。   First, the structure of the hollow fiber membrane module which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a hollow fiber membrane module 1 according to the present embodiment.

中空糸膜モジュール1は、筒型の形状からなり、両端部が開口したハウジング2を備えている。ハウジング2は、ポリサルフォン、ポリカーボネート等の樹脂材料から構成されている。また、ハウジング2の両端にはハウジング両端部を封止する通液キャップ3、4が設けられている。中空糸膜モジュール1が血液透析に使用される場合には、通液キャップ3の通液口5は血液透析器(図示せず)の動脈側回路に接続され、また通液キャップ4の通液口6は血液透析器の静脈側回路に接続されている。また、ハウジング2の筒壁7には透析液供給口8および透析液排出口9が設けられている。また、中空糸膜モジュール1が水処理に使用される場合には、通液キャップ3の通液口5は原水供給管に接続され、また通液キャップ4の通液口6は浄水供給管に接続される。さらに、ハウジング2の筒壁7には濃縮水排出口が設けられる。   The hollow fiber membrane module 1 has a cylindrical shape and includes a housing 2 that is open at both ends. The housing 2 is made of a resin material such as polysulfone or polycarbonate. In addition, liquid passing caps 3 and 4 are provided at both ends of the housing 2 to seal both ends of the housing. When the hollow fiber membrane module 1 is used for hemodialysis, the fluid inlet 5 of the fluid cap 3 is connected to the artery side circuit of the hemodialyzer (not shown), and the fluid cap 4 is fluidized. The mouth 6 is connected to the venous circuit of the hemodialyzer. The tubular wall 7 of the housing 2 is provided with a dialysate supply port 8 and a dialysate discharge port 9. When the hollow fiber membrane module 1 is used for water treatment, the liquid inlet 5 of the liquid cap 3 is connected to the raw water supply pipe, and the liquid inlet 6 of the liquid cap 4 is connected to the purified water supply pipe. Connected. Further, a concentrated water discharge port is provided in the cylindrical wall 7 of the housing 2.

さらにハウジング2内には中空糸膜束10が収容され、ハウジング2の両端部の内周面には、中空糸膜束10を固定するとともにハウジング2を封止する封止部材11が固着されている。また、通液キャップ3、4と封止部材11との間には、弾性体からなるOリング12が狭持されている。   Further, a hollow fiber membrane bundle 10 is accommodated in the housing 2, and a sealing member 11 that fixes the hollow fiber membrane bundle 10 and seals the housing 2 is fixed to inner peripheral surfaces of both ends of the housing 2. Yes. Further, an O-ring 12 made of an elastic body is sandwiched between the liquid passing caps 3 and 4 and the sealing member 11.

封止部材11はポッティング(Potting)材とも呼ばれ、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から構成される。封止部材11は中空糸膜の隙間を充填することにより中空糸膜束10を固定するとともに、ハウジング2の両端部の内周面に固着されている。また、封止部材11の線膨張係数は10〜20[K-1]であり、加熱されることにより体積が膨張する。なお、封止部材11の線膨張係数はハウジング2の線膨張係数よりも高い値であり、体積膨張の割合は封止部材11の方が大きい。 The sealing member 11 is also called a potting material, and is made of a thermosetting resin such as polyurethane, phenol resin, or epoxy resin. The sealing member 11 fixes the hollow fiber membrane bundle 10 by filling the gap between the hollow fiber membranes, and is fixed to the inner peripheral surfaces of both ends of the housing 2. Moreover, the linear expansion coefficient of the sealing member 11 is 10-20 [K < -1 >], and a volume expand | swells by heating. The linear expansion coefficient of the sealing member 11 is higher than the linear expansion coefficient of the housing 2, and the volume expansion ratio is larger in the sealing member 11.

図2に中空糸膜モジュール1の端部の拡大図を示す。ハウジング2の両端部の筒壁7は内筒16および外筒18からなる二重筒構造を備えている。さらに内筒16と外筒18との間には隙間13が形成されている。この隙間13は、ハウジング2の両端部の端面14からハウジング2の軸方向に沿って切り込まれており、その深さは少なくともハウジング2の外周が通液キャップ3、4により固定されている領域深さLまで達している。例えば通液キャップ3、4とハウジング2にねじ溝を設けて両者を螺合することにより固定する場合には、隙間13の深さはハウジング2の外周面に設けられたねじ溝領域15の幅とほぼ等しくなる。また、通液キャップ3、4とハウジング2とを超音波溶着により固定する場合には、隙間13の深さはハウジング2の外周面に設けられた溶着面の幅とほぼ等しくなる。具体的には、隙間13の領域深さLは5−50mmであり、幅Tは1−10mmとなるように形成されている。   The enlarged view of the edge part of the hollow fiber membrane module 1 is shown in FIG. The cylinder wall 7 at both ends of the housing 2 has a double cylinder structure including an inner cylinder 16 and an outer cylinder 18. Further, a gap 13 is formed between the inner cylinder 16 and the outer cylinder 18. The gap 13 is cut along the axial direction of the housing 2 from the end surfaces 14 at both ends of the housing 2, and the depth thereof is a region where at least the outer periphery of the housing 2 is fixed by the liquid passing caps 3 and 4. The depth reaches L. For example, when a thread groove is provided in the liquid-permeable caps 3 and 4 and the housing 2 and they are fixed by screwing together, the depth of the gap 13 is the width of the thread groove region 15 provided on the outer peripheral surface of the housing 2 Is almost equal to When the liquid-permeable caps 3 and 4 and the housing 2 are fixed by ultrasonic welding, the depth of the gap 13 is substantially equal to the width of the welding surface provided on the outer peripheral surface of the housing 2. Specifically, the region depth L of the gap 13 is 5-50 mm, and the width T is 1-10 mm.

内筒16の内周面には封止部材11が固着されており、封止部材11に熱応力が生じた時には内筒16が外周側に押圧される。このとき、内筒16は隙間13の幅Tだけ外周側に撓むことができる。内筒16が外周側に撓むことによって封止部材11の熱応力が吸収される。熱応力が吸収されることからハウジング2の両端部は圧縮荷重を受けずに済む。その結果、圧縮荷重に起因するクラックの発生を防ぐことができる。さらに熱応力が吸収されることからハウジング2の両端部は通液キャップ3、4を外周側に押圧することがなくなる。したがって通液キャップ3、4に引っ張り荷重がかからなくなるので、通液キャップ3、4におけるクラックの発生も防ぐことができる。   The sealing member 11 is fixed to the inner peripheral surface of the inner cylinder 16, and when the thermal stress is generated in the sealing member 11, the inner cylinder 16 is pressed to the outer peripheral side. At this time, the inner cylinder 16 can bend toward the outer periphery side by the width T of the gap 13. The thermal stress of the sealing member 11 is absorbed by the inner cylinder 16 being bent toward the outer peripheral side. Since the thermal stress is absorbed, both ends of the housing 2 do not need to receive a compressive load. As a result, the generation of cracks due to the compressive load can be prevented. Further, since the thermal stress is absorbed, both end portions of the housing 2 do not press the liquid passing caps 3 and 4 toward the outer peripheral side. Therefore, since no tensile load is applied to the liquid passing caps 3 and 4, the occurrence of cracks in the liquid passing caps 3 and 4 can be prevented.

なお、内筒16の厚さは、外周側に撓んだ際に折れることのない様に十分な厚さを有している。好適には、内筒16の厚さが1−5mmとなるように構成することが望ましい。   In addition, the thickness of the inner cylinder 16 has sufficient thickness so that it may not break when bent to the outer peripheral side. Preferably, the inner cylinder 16 is preferably configured to have a thickness of 1-5 mm.

隙間13は、図3に示すように、ハウジング2の筒壁7の全周にわたって形成されていても良いし、図4に示すように、筒壁7に断続的に形成されていても良い。後者の場合においては、隣り合う隙間13の間隔17は、封止部材11の熱応力によりハウジング2が割れることのない様に十分に短く構成されている。具体的には隣り合う隙間13の間隔17は1〜5mmとなるように構成されている。   The gap 13 may be formed over the entire circumference of the cylindrical wall 7 of the housing 2 as shown in FIG. 3, or may be intermittently formed in the cylindrical wall 7 as shown in FIG. In the latter case, the interval 17 between the adjacent gaps 13 is sufficiently short so that the housing 2 is not cracked by the thermal stress of the sealing member 11. Specifically, the interval 17 between the adjacent gaps 13 is configured to be 1 to 5 mm.

以上、本実施形態に係る中空糸膜モジュール1の構成について説明した。次に、中空糸膜モジュール1が加熱される工程について説明する。   The configuration of the hollow fiber membrane module 1 according to this embodiment has been described above. Next, the process for heating the hollow fiber membrane module 1 will be described.

ハウジング2、中空糸膜束10など、上述した構成部材から中空糸膜モジュール1を組み立てた後、中空糸膜モジュール1は加熱殺菌される。また、中空糸膜モジュール1が水処理に使用される場合には水処理の合間にも定期的に加熱殺菌が行われる。具体的には通液キャップ3の通液口5から、80〜90℃の熱水や加熱されたクエン酸溶液などの高温の殺菌液が供給される。通液キャップ3から導入された高温液体は中空糸膜束10の内部に流入し、高温液体の一部は通液キャップ4まで到達して通液口6から排出される。また他の一部は中空糸膜から濾過されて中空糸膜外に浸み出し、ハウジング2内を満たす。ハウジング2内に浸み出した高温液体はハウジング2の透析液供給口8または透析液排出口9から(水処理用に中空糸膜モジュールを使用する場合には、濃縮水排出口から)排出される。   After assembling the hollow fiber membrane module 1 from the above-described components such as the housing 2 and the hollow fiber membrane bundle 10, the hollow fiber membrane module 1 is heat sterilized. In addition, when the hollow fiber membrane module 1 is used for water treatment, heat sterilization is also periodically performed between water treatments. Specifically, a high temperature sterilizing liquid such as hot water of 80 to 90 ° C. or a heated citric acid solution is supplied from the liquid flow port 5 of the liquid flow cap 3. The high temperature liquid introduced from the liquid flow cap 3 flows into the hollow fiber membrane bundle 10, and a part of the high temperature liquid reaches the liquid flow cap 4 and is discharged from the liquid flow port 6. The other part is filtered from the hollow fiber membrane and oozes out of the hollow fiber membrane, filling the housing 2. The high-temperature liquid that has leached into the housing 2 is discharged from the dialysate supply port 8 or the dialysate discharge port 9 of the housing 2 (from the concentrated water discharge port when a hollow fiber membrane module is used for water treatment). The

また、高温の殺菌液を供給する代わりに、高圧蒸気滅菌を行う場合もある。さらに、中空糸膜モジュール1が加熱されるのは殺菌工程に限られず、水処理等において処理対象となる水が熱水である場合には水処理中に中空糸膜モジュール1が加熱されることになる。このような加熱状態において、高温流体により封止部材11が加熱されて膨張し、これに伴って封止部材11に熱応力が発生する。このときハウジング2の両端部においては内筒16が封止部材11により外周方向に押圧される。この押圧を受けて図5に示すように内筒16は外周側に撓む。内筒16が撓むことにより封止部材11の熱応力が吸収される。熱応力が吸収されることから、ハウジング2の両端部は圧縮荷重を受けずに済む。また、熱応力が吸収されることによって、ハウジング2の両端部は通液キャップ3、4を外周へ押圧することがなくなるので、通液キャップ3、4は引っ張り荷重を受けずに済む。したがって、圧縮荷重や引っ張り荷重に起因するクラックの発生を防ぐことができる。また、上述したように、隙間13の深さは少なくとも、ハウジング2の両端部の端面14から、通液キャップ3、4により外周が固定されている領域深さまで達しており、従来のハウジング2の両端部において圧縮荷重がかかるおそれのある全領域にわたって隙間13が形成されている。したがって、クラックの発生をハウジング2の両端部の全ての領域にわたって防ぐことができる。   In some cases, high-pressure steam sterilization is performed instead of supplying a high-temperature sterilizing solution. Furthermore, the hollow fiber membrane module 1 is heated not only in the sterilization step, but when the water to be treated in water treatment or the like is hot water, the hollow fiber membrane module 1 is heated during the water treatment. become. In such a heating state, the sealing member 11 is heated and expanded by the high-temperature fluid, and accordingly, thermal stress is generated in the sealing member 11. At this time, the inner cylinder 16 is pressed in the outer peripheral direction by the sealing member 11 at both ends of the housing 2. In response to this pressing, the inner cylinder 16 bends to the outer peripheral side as shown in FIG. When the inner cylinder 16 is bent, the thermal stress of the sealing member 11 is absorbed. Since the thermal stress is absorbed, both ends of the housing 2 do not need to receive a compressive load. Moreover, since both ends of the housing 2 do not press the liquid passing caps 3 and 4 to the outer periphery by absorbing the thermal stress, the liquid passing caps 3 and 4 do not need to receive a tensile load. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of cracks due to compressive load or tensile load. Further, as described above, the depth of the gap 13 reaches at least from the end faces 14 at both ends of the housing 2 to the depth of the region where the outer periphery is fixed by the liquid passing caps 3 and 4. A gap 13 is formed over the entire area where a compressive load may be applied at both ends. Therefore, the occurrence of cracks can be prevented over the entire region at both ends of the housing 2.

以上、本実施形態に係る中空糸膜モジュールについて説明した。なお、隙間13の形状は図1−5に示した形態に限られない。例えば隙間13をハウジング2の軸方向に対して平行に設けずに、ハウジング2の軸方向に対して所定角度傾斜するように隙間13を設けても良い。また、隙間13の断面形状を略V字にして深さ方向に対して幅Tを減少させるようにしても良い。   The hollow fiber membrane module according to this embodiment has been described above. In addition, the shape of the clearance gap 13 is not restricted to the form shown to FIGS. For example, the gap 13 may be provided so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the housing 2 without providing the gap 13 in parallel with the axial direction of the housing 2. Further, the cross-sectional shape of the gap 13 may be substantially V-shaped, and the width T may be reduced in the depth direction.

さらに、図6に示すように、内筒16の高さを外筒18よりも低くするとともに、内筒16の端部を封止部材11に埋没させるように、言い換えると、内筒16の内側面、上端面、外側面にわたって封止部材11を固着させても良い。これにより封止部材11と内筒16との固着面積が増加するから、封止部材11の内筒16からの剥離を確実に防止することができる。なお、この構成において、封止部材11の外周面と外筒18の内側面との間には隙間19が設けられている。封止部材11が加熱され膨張したときにはこの隙間19の幅だけ内筒16が外周方向に撓むので、封止部材11の熱応力によりハウジング2の両端部にクラックが生じることは避けられる。   Furthermore, as shown in FIG. 6, the inner cylinder 16 is made lower than the outer cylinder 18 and the end of the inner cylinder 16 is buried in the sealing member 11. You may adhere the sealing member 11 over a side surface, an upper end surface, and an outer surface. As a result, the fixing area between the sealing member 11 and the inner cylinder 16 is increased, so that the peeling of the sealing member 11 from the inner cylinder 16 can be reliably prevented. In this configuration, a gap 19 is provided between the outer peripheral surface of the sealing member 11 and the inner surface of the outer cylinder 18. When the sealing member 11 is heated and expanded, the inner cylinder 16 is bent in the outer peripheral direction by the width of the gap 19, so that it is possible to avoid cracks at both ends of the housing 2 due to the thermal stress of the sealing member 11.

封止部材11の外周面と外筒18との間の隙間19を形成するには、隙間19の幅を持つ円環形状の冶具を予め外筒18に装着させておき、その後に封止部材11をハウジング2の内周面に固着させるようにすればよい。封止部材11は粘性液体の状態でハウジング2内に導入され、中空糸膜の隙間を充填した後に加熱され硬化される。上述した円環形状の冶具を外筒18に装着させた後に粘性液状の封止部材11をハウジング2内に導入し、さらに封止部材11を硬化させた後に当該冶具をハウジング2から抜き取ることで封止部材11の最外周面と外筒18との間には隙間19が形成される。   In order to form the gap 19 between the outer peripheral surface of the sealing member 11 and the outer cylinder 18, an annular jig having a width of the gap 19 is previously attached to the outer cylinder 18, and then the sealing member 11 may be fixed to the inner peripheral surface of the housing 2. The sealing member 11 is introduced into the housing 2 in a viscous liquid state, and is heated and cured after filling the gaps in the hollow fiber membrane. After the annular jig described above is mounted on the outer cylinder 18, the viscous liquid sealing member 11 is introduced into the housing 2, and after the sealing member 11 is hardened, the jig is removed from the housing 2. A gap 19 is formed between the outermost peripheral surface of the sealing member 11 and the outer cylinder 18.

なお、本発明は上述した実施形態に限られず、種々の中空糸膜モジュールにも適用可能である。例えば図7に示すように、ハウジング2に供給口や排出口を設ける代わりに、通液キャップ3、4に供給口および排出口を設けた中空糸膜モジュールに対しても本発明は適用可能である。図7に示す中空糸膜モジュール1は、通液キャップ3、4の中心部分に供給口または排出口となる第1のポート20が形成され、通液キャップ3、4の周縁部分に排出口または供給口となる第2のポート21が形成されている。さらに内筒16の筒壁には貫通孔22が設けられており、第2のポートを排出口として使用する場合には、図8の矢印に示すように、流体はハウジング2→内筒16の貫通孔22→内筒16と外筒18との隙間→第2のポート21の経路を通って排出される。封止部材11は、この経路を塞がないように外筒18とは間隔を空けて内筒16に固着される。さらに内筒16に封止部材11を固着させる際には、内筒16の軸方向について全長にわたって固着させるのではなく、内筒の貫通孔22よりもハウジング2の端部側の領域に固着させるようにする。このように封止部材11を固着させるために、上述した円環状の冶具の内周側に貫通孔22に適合する突起を設けることが好適である。当該突起で予め貫通孔22を塞いだ後に封止部材11を内筒16に固着させれば貫通孔22が封止部材11に塞がれることを防ぐことができる。   In addition, this invention is not restricted to embodiment mentioned above, It can apply also to various hollow fiber membrane modules. For example, as shown in FIG. 7, the present invention can be applied to a hollow fiber membrane module in which a supply port and a discharge port are provided in the liquid passing caps 3 and 4 instead of providing a supply port and a discharge port in the housing 2. is there. In the hollow fiber membrane module 1 shown in FIG. 7, a first port 20 serving as a supply port or a discharge port is formed at the central portion of the liquid passing caps 3, 4, and the discharge port or the peripheral portion of the liquid passing caps 3, 4 is formed. A second port 21 serving as a supply port is formed. Further, a through-hole 22 is provided in the cylinder wall of the inner cylinder 16, and when the second port is used as an outlet, the fluid flows from the housing 2 to the inner cylinder 16 as shown by an arrow in FIG. 8. It is discharged through the path of the through hole 22 → the gap between the inner cylinder 16 and the outer cylinder 18 → the second port 21. The sealing member 11 is fixed to the inner cylinder 16 at a distance from the outer cylinder 18 so as not to block this path. Further, when the sealing member 11 is fixed to the inner cylinder 16, it is not fixed to the entire length in the axial direction of the inner cylinder 16, but is fixed to a region closer to the end portion of the housing 2 than the through hole 22 of the inner cylinder. Like that. In order to fix the sealing member 11 in this way, it is preferable to provide a projection that fits the through hole 22 on the inner peripheral side of the above-described annular jig. If the sealing member 11 is fixed to the inner cylinder 16 after the through-hole 22 is previously closed by the projection, the through-hole 22 can be prevented from being blocked by the sealing member 11.

1 中空糸膜モジュール、2 ハウジング、3 動脈側通液キャップ、4 静脈側通液キャップ、5 動脈側通液口、6、静脈側通液口、7 筒壁、8 透析液供給口、9 透析液排出口、10 中空糸膜束、11 封止部材、12 Oリング、13 隙間、14 ハウジング端面、15 ねじ溝領域、16 内筒、18 外筒、19 封止部材11の最外周面と外筒との隙間、20 第1のポート、21 第2のポート、22 貫通孔。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hollow fiber membrane module, 2 Housing, 3 Arterial side fluid cap, 4 Vein side fluid cap, 5 Arterial side fluid port, 6, Venous side fluid port, 7 Cylinder wall, 8 Dialysate supply port, 9 Dialysis Liquid discharge port, 10 hollow fiber membrane bundle, 11 sealing member, 12 O-ring, 13 gap, 14 housing end face, 15 thread groove region, 16 inner cylinder, 18 outer cylinder, 19 outermost peripheral surface and outside of sealing member 11 A gap with the cylinder, 20 first port, 21 second port, 22 through-hole.

Claims (4)

端部が開口した筒形状のハウジングと、
前記ハウジングに収容された中空糸膜束と、
中空糸膜の端部間の隙間を充填することにより前記中空糸膜束の端部を固定するとともに、前記ハウジング両端部に固着された封止部材と、
前記ハウジング両端部に固定され、通液口が設けられた通液キャップと、
を備えた、中空糸膜モジュールであって、
前記ハウジング両端部は、単体の筒壁の一部として内筒と外筒の二重筒構造を有し、前記封止部材は前記内筒に固着され、前記通液キャップは前記外筒の外周面に固定されており、前記封止部材の熱膨張による応力が、前記内筒と前記外筒の間に形成された隙間が狭められることによって吸収され
前記隙間よりも内周側に配置されるとともに前記通液キャップと前記封止部材に狭持されるOリングを備えることを特徴とする、中空糸膜モジュール。
A cylindrical housing with an open end;
A hollow fiber membrane bundle accommodated in the housing;
Fixing the end of the hollow fiber membrane bundle by filling a gap between the ends of the hollow fiber membrane, and a sealing member fixed to both ends of the housing;
A liquid-permeable cap fixed to both ends of the housing and provided with a liquid-permeable port;
A hollow fiber membrane module comprising:
Both end portions of the housing have a double cylinder structure of an inner cylinder and an outer cylinder as part of a single cylinder wall, the sealing member is fixed to the inner cylinder, and the liquid passing cap is an outer periphery of the outer cylinder. Fixed to the surface, the stress due to thermal expansion of the sealing member is absorbed by narrowing the gap formed between the inner cylinder and the outer cylinder ,
A hollow fiber membrane module comprising an O-ring that is disposed on an inner peripheral side of the gap and is sandwiched between the liquid-permeable cap and the sealing member .
請求項1記載の中空糸膜モジュールであって、
前記封止部材は、前記内筒の内周面に固着されていることを特徴とする、中空糸膜モジ
ュール。
The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein
The hollow fiber membrane module, wherein the sealing member is fixed to an inner peripheral surface of the inner cylinder .
請求項1記載の中空糸膜モジュールであって、
前記封止部材は、前記内筒の端部が前記封止部材に埋没するように固着され、前記封止
部材の外周面と前記外筒の内周面との間の隙間によって前記応力が吸収されることを特徴
とする、中空糸膜モジュール。
The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein
The sealing member is fixed so that an end portion of the inner cylinder is buried in the sealing member, and the sealing member
The hollow fiber membrane module, wherein the stress is absorbed by a gap between an outer peripheral surface of a member and an inner peripheral surface of the outer cylinder .
請求項1から3のいずれか一つに記載の中空糸膜モジュールであって、
前記隙間は、前記ハウジングの端面から前記通液キャップにより外周が固定された領域
深さまで形成されていることを特徴とする、中空糸膜モジュール。
The hollow fiber membrane module according to any one of claims 1 to 3 ,
The gap is a region where the outer periphery is fixed by the liquid passing cap from the end surface of the housing.
A hollow fiber membrane module characterized by being formed to a depth .
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